CN104764354A

CN104764354A - 一种散热片及散热器件和制备方法

Info

Publication number: CN104764354A
Application number: CN201510155504.5A
Authority: CN
Inventors: 关政; 孙家麟
Original assignee: ZHENJIANG TIANTONG ALUMINUM Co Ltd
Current assignee: ZHENJIANG TIANTONG ALUMINUM Co Ltd
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2015-07-08

Abstract

一种散热片，以矩形铝箔或铝片为基板，以基板的整个宽度连续折叠，使垂直折叠痕截面为相同周期波形的条，波形的条宽度等于板的宽度，所有折叠痕均为平行的圆弧曲线形。散热器组件，包括二散热片、二平铝板、一层PTC陶瓷；第一平铝板的第一平面与第一散热片矩形等波顶面接触焊接；第二平铝板的第一平面与第二散热片的矩形波形面接触焊接，焊接面上设有钎焊料；第一平铝板与第二平铝板的第二平面之间夹持PTC陶瓷片，PTC陶瓷片引出电极，在电极表面隔有耐高温绝缘材料。

Description

一种散热片及散热器件和制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种散热片及散热片制备的散热器件(热交换器件)。

二、背景技术

现有的散热片及散热片及散热片制备的散热器件(热交换器件)，以铝或铝合金片或整体浇铸后再加工的最为常用，用途极其广泛：如家用电路中的加热器(典型的如PTC陶瓷加热的加热器最为常用，加热器包括散热片制备的散热器件、PTC加热陶瓷、散热器件及风扇三大部件，现有的散热器件就是由铝片折叠成连续结构，其组成连续的尖角状，再通过与铝板钎焊，将折叠成连续的尖角状铝箔制备成条状)、空调器的铝翅片、油汀、汽车空调、电子器件散热器等各种换热器，但在散热片片基上的改进极鲜见。散热片及散热器件的对性能的最高要求是单位质量的散热量最大，当然，PCT发热元件的散热器件是需要强对流的条件下进行。不同风量条件下的散出的热量不同。

201410499638是本申请人的申请和一种散热片，以金属箔为基材，在基材上刻有平行且均匀分布的槽，此槽是实槽、虚线透槽或全透槽，槽之间间距为0.5mm以上。在基材上经凹凸辊压制后再刻有平行且均匀分布的槽，所述凹凸辊是均匀凸状平行线分布的辊，辊的平行线的间隔为1-10mm；凹凸辊的平行线与虚线透槽平行或交叉。单位材料具有表面积是现有技术的金属基片的2-6倍。

强对流的条件下散热片及散热片制备的散热器件还有待于更高效率的设计方案。这种强对流散热器件的用途愈来愈广。

三、发明内容

本发明目的是，提出一种散热片的改进结构以及散热器件制备，使制品在强对流的条件下散热片及散热片制备的散热器件有着更高效率的设计方案。具有良好的刚性和紧凑的结构，且单位质量的散热器件的效率更高。

本发明的技术方案是：一种散热片，以矩形铝箔或铝片为基板，以基板的整个宽度连续折叠，使垂直折叠痕截面为相同周期波形的条，波形的条宽度等于板的宽度，所有折叠痕均为平行的圆弧曲线形(包括波浪形等)。

所述波形的形状(截面形状)为矩形、三角或U形为好。

风沿着垂直折叠痕截面即经过圆弧曲线形风道。

铝箔或铝片基板表面刻有平行且均匀分布的槽，此槽是实槽、虚线透槽或全透槽，槽之间的间距为0.5mm以上。当然槽之间的间距一般也不超过10mm；全透槽是指全部割穿，是缝的形式；虚线透槽是虚线状缝。

散热器组件的结构，采用所述散热片,散热片的上下(矩形)波形的波顶均焊接平铝板(图3所示)，平铝板与矩形波形面更易焊接(一般采用钎焊方式)，制备成条状的散热器件，平铝板与平铝板之间夹持PCT陶瓷片，PCT陶瓷片引出电极，在电极表面隔有耐高温绝缘材料，典型的如云母片、聚四氟乙烯、聚酰亚胺(500℃以上)薄膜等；条状的散热器件的宽度方向为透风通道，与散热片矩形波的折叠痕同方向。

本发明的散热器组件的制备方法，散热器组件的构件如下：包括二散热片、二平铝板、一层PTC陶瓷；第一平铝板的第一平面与第一散热片矩形等波顶面接触焊接；第二平铝板的第一平面与第二散热片的矩形波形面接触焊接，焊接面上设有钎焊料；第一平铝板与第二平铝板的第二平面之间夹持PTC陶瓷片，PTC陶瓷片引出电极，在电极表面隔有耐高温绝缘材料；将上述散热器组件的构件固定后置于真空或保护气体室内，直接通电加热PCT陶瓷片到钎焊料的融熔温度。与散热片波顶面接触的平铝板表面通过喷涂或轧制钎焊料，当然选择合适温度熔融的钎焊料，可以在现有技术的多型号钎焊料材料中选择。

两平铝板之间PTC陶瓷片可为如下结构：PTC陶瓷片置于截面为U形或矩形槽结构的铝板内，再夹持于第一平铝板与第二平铝板的第二平面之间。

第一平铝板与第二平铝板可以是连接一体的截面为U形的构件，PCT陶瓷片置于U形槽内。本发明巧妙的利用真空钎焊、或保护气体钎焊的相同条件一次将组件加工成功。

PCT陶瓷片选用500℃左右的工作温度，散热器组件一次加工成功，在以后工作过程，PCT陶瓷片处于强制对流状态，其温度不会达到500℃左右，一般不会超过300℃，条状的散热器件的宽度方向为透风通道，透风通道与散热片矩形波的折叠痕同方向。

所述铝也包括铝合金，也包括如专利CN2009100135440所给出的铝合金。

本发明的有益效果是，当制备成1-2KW的PCT加热器时，在采用相同质量的铝制散热器件的条件下：现有技术散热器件测量的散热功率为：895W,1172W,1325W(对应低、中、高三档风速)；本发明散热器件测量的散热功率为：937W,1220W,1350W(对应低、中、高三档风速)；可见在中低风速的强制对流条件下散热效率高很多，可以达到7-8％，取得意想不到的效果，散热片条长(制备成器件应该是宽度尺寸更合适)1-2cm，矩形波的宽度(如图2所示)取2-5mm。

本发明的加工成的散热片片基使得表面积大大增加，可以增加到原片基的二至三倍，叠痕均为平行的圆弧曲线形和平行线割槽有类似加强筋的功能，使较薄的铝箔具有增加的片材强度，相对而言，本发明的材料可以较薄进行设计使用，本发明基材可大大提高散热的效率；片基的槽、包括虚线透槽或全透槽均有着多维通风散热的效果，使得制备的器件的散热效率大大提高。本发明制备的的方法效率高，成本低，一次成型组件。

四、附图说明

图1是本发明散热片结构示意图；

图2本发明图1散热片的A-A剖视示意图，给出波形截面形状；

图3是制备的PTC与散热器件结合的结构图。

图4是本发明带槽散热片结构示意图。

五、具体实施方式

如图所示，铝基板1、割槽的膨胀区1-2、折叠矩形波平面1-1、平铝板2、钎焊料3、PCT陶瓷4、电极引线5。

一种散热片，以矩形铝箔或铝片为基板，以基板的整个宽度连续折叠，使垂直折叠痕截面为周期(周期一般为2-5mm，但不限于此)相同矩形(U形或三角波均可)波形的条，矩形波形散热片的条宽度等于板的宽度，矩形波形的宽度(如图2所示)取2-5mm更好。所有折叠痕均为平行的圆弧曲线形。矩形波形的高度可以是5-15mm，甚至可以达到30mm。圆弧曲线形的最低与最高的尺寸间的距离一般为0.5-3mm。

以上述散热片制备成散热器件的应用中，矩形等波形散热片的条宽(可裁剪制备，制备成器件应该是宽度的尺寸)一般只有1-3cm，矩形等波形散热片长度不限，可以达到10cm以上；现有技术均是直风道，本发明是圆弧曲线形或波浪形弯风道；风不能直接流过，因散热片的风道与折叠痕同方向，使得热交换效率高。

散热片条以宽板来折叠，半成品的散热片条长等于宽板折叠后的长度，散热片条宽等于宽板之宽，当制备成1-2KW的PCT加热器时，散热片条宽(制备成器件应该是宽度尺寸更合适)1-3cm，长度10cm以上；通过机械切割即可。

铝基板经割槽后的具有膨胀；槽可以是不通透的槽，也可以是虚线通透槽或全通透槽。

铝基板采用铝箔，0.1mm以上厚度的铝箔(或其它金属箔的厚度可略低)或0.1mm左右以上的铝合金箔有相当强度。厚箔经凹凸压痕并经割槽后仍能够大大增加表面积。折叠矩形将铝基板连续折叠成如图2所示的截面为矩形波形。

槽之间的间距为0.5mm以上,考虑到实用，以0.8-3mm为好。

本发明可采用铝合金材料：如采用以下合金材料作为基材，材料具有良好的可压制性能：材料是CN2009100135440ALMGSI合金板材,板材成分按质量百分比计为:MG 0.4～0.8％,SI 1～1.5％,CU 0.7～0.8％,MN 0.3～0.4％,FE 0.4～0.6％,ZR 0.1～0.2％,其余为AL。

图3是制备的PTC与散热器件结合的结构图。这只是本发明的一种实施例，。

本发明制备的铝片折叠成连续折叠成如图2所示的截面为矩形波形，再通过与铝板钎焊，用于电加热器、空调器的铝翅片、油汀、汽车空调、电子器件散热器的空气对流效果更好，制备成这种结构的散热器更容易加工，因片基薄，而且在压制时可以压制折痕。使折叠形状更规整。

使用的焊料熔点在450℃以上称为钎焊(BRAZING)，钎焊方法有FB法：使用的是氯化物的焊剂(ZnCl2,LiCl2)。所以，后续的清洗作业是不可缺少的。NB法使用的是氟化物的焊剂(KAlF4)。

焊料料通过喷涂方法在清洁的铝板焊面上，也可以以轧制的方式进行涂敫焊料。使一层焊料到25微米以上的厚度。

钎焊料是芯体合金加焊料：典型的如Al－Mn合金(如AA3003、AA3102、AA3005、AA3105等)和Al－Mg－Si合金(如AA6063、AA6951等)。5000系列合金亦可用于VB钎焊，采用焊剂钎焊处理。总之，钎焊中对钎料的基本要求：合适的熔点，应比母材的熔点低。具有良好的润湿性，能充分填满钎缝间隙。与母材的扩散作用，保证它们之间形成牢固的结合。具有稳定和均匀的成分，尽量减少钎焊过程中的偏析现象和易挥发元素的损耗等。满足产品的机械性能和理化性能要求。熔点低于450℃的为易熔钎料，俗称软钎料；高于450℃的为难熔钎料，俗称硬钎料。均可以使用。

Claims

1.一种散热片，其特征是以矩形铝箔或铝片为基板，以基板的整个宽度连续折叠，使垂直折叠痕截面为相同周期波形的条，波形的条宽度等于板的宽度，所有折叠痕均为平行的圆弧曲线形。

2.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征是包括二散热片、二平铝板、一层PTC陶瓷；第一平铝板的第一平面与第一散热片矩形等波顶面接触焊接；第二平铝板的第一平面与第二散热片的矩形波形面接触焊接，焊接面上设有钎焊料；第一平铝板与第二平铝板的第二平面之间夹持PTC陶瓷片，PTC陶瓷片引出电极，在电极表面隔有耐高温绝缘材料；将上述散热器组件的构件固定后置于真空或保护气体室内，直接通电加热PCT陶瓷片到钎焊料的融熔温度。

3.根据权利要求2所述的散热器组件，其特征是散热片铝箔或铝片基板上刻有平行且均匀分布的槽。

4.根据权利要求2所述的散热器组件，其特征是散热片所述波形的形状为矩形、三角或U形。

5.散热器组件的制备方法，其特征是散热器组件的构件如下：包括二散热片、二平铝板、一层PTC陶瓷；第一平铝板的第一平面与第一散热片矩形等波顶面接触焊接；第二平铝板的第一平面与第二散热片的矩形波形面接触焊接，焊接面上设有钎焊料；第一平铝板与第二平铝板的第二平面之间夹持PTC陶瓷片，PTC陶瓷片引出电极，在电极表面隔有耐高温绝缘材料；将上述散热器组件的构件固定后置于真空或保护气体室内，直接通电加热PCT陶瓷片到钎焊料的融熔温度；与散热片波顶面接触的平铝板表面通过喷涂或轧制钎焊料。

6.根据权利要求5所述的散热器组件的制备方法，其特征是两平铝板之间PTC陶瓷片为如下结构：PTC陶瓷片置于截面为U形或矩形槽结构的铝板内，再夹持于第一平铝板与第二平铝板的第二平面之间。

7.根据权利要求5所述的散热器组件的制备方法，其特征是第一平铝板与第二平铝板可以是连接一体的截面为U形的构件，PCT陶瓷片置于U形槽内。